Lucht-water warmtepomp: COP, SCOP en rendement in de praktijk
Inleiding
Een lucht-water warmtepomp is een steeds populaardere keuze voor woningverwarmingsystemen, aangezien het een duurzame, energiezuinige en technisch geavanceerde oplossing biedt. Deze warmtepompen halen warmte uit de buitenlucht en leveren deze in de vorm van verwarmd water, geschikt voor vloerverwarming of radiatoren. Het rendement van een warmtepomp wordt voornamelijk bepaald door twee belangrijke parameters: de COP (Coefficient of Performance) en de SCOP (Seasonal Coefficient of Performance). In dit artikel worden deze parameters gedetailleerd besproken, evenals de factoren die het rendement van een lucht-water warmtepomp beïnvloeden. Daarnaast wordt een vergelijking gemaakt met andere warmtebronnen, zoals aardwarmtepompen, en wordt het praktische nut van deze warmtepompen voor de gebruiker besproken. Het doel is om een duidelijk overzicht te geven van de technische en praktische aspecten van lucht-water warmtepompen, met een focus op COP, SCOP en het algemene rendement.
Wat is COP en hoe werkt het?
Definitie en functie van COP
De COP (Coefficient of Performance) is een maat voor de efficiëntie van een warmtepomp. Het beschrijft het verhoudingstal tussen de hoeveelheid warmte die wordt afgegeven en het elektrische vermogen dat wordt opgenomen om dat te realiseren. In formulevorm:
$$ \text{COP} = \frac{\text{Geleverde warmte}}{\text{Opgebruikte elektriciteit}} $$
Een COP van 5 betekent bijvoorbeeld dat de warmtepomp 5 kWh warmte levert voor elke 1 kWh elektriciteit die erin wordt gestopt. Dit rendement is hoger dan het van conventionele verwarmingsmethoden zoals elektrische cv-ketels of straalwarmte, die een COP van 1 hebben. De COP is dus een cruciaal getal om het rendement van een warmtepomp te beoordelen.
Factoren die de COP beïnvloeden
De COP van een lucht-water warmtepomp is afhankelijk van meerdere factoren:
Efficiëntie van de warmtepomp zelf: Warmtepompen die zijn uitgerust met invertercompressoren en elektronisch gestuurde expansieventielen, zijn meestal efficiënter. Deze technologieën zorgen voor een beter aanpassen van het systeem aan de wisselende behoeften en omstandigheden.
Temperatuur van de bron en de afgifte: Hoe groter het temperatuurverschil tussen de warmtebron (lucht) en het afgiftesysteem (water), hoe lager de COP. Dit is logisch: het kost meer energie om water van 15°C te verwarmen tot 80°C dan tot 35°C. De COP daalt dus bij hogere afgiftetemperaturen.
Buitentemperatuur: Bij lage buitentemperaturen wordt het voor de warmtepomp lastiger om voldoende warmte te onttrekken. Dit heeft als gevolg dat de COP lager is op koude dagen of in de winter.
Type afgiftesysteem: Een vloerverwarming werkt bij lagere temperaturen dan radiatoren. Warmtepompen die vloerverwarming gebruiken, zullen meestal een hogere COP bereiken dan systemen die radiatoren gebruiken.
Voorbeeld
Een lucht-water warmtepomp die warmte onttrekt uit lucht bij 7°C en deze omzet naar water van 35°C, heeft een COP van bijvoorbeeld 4,4. Bij een afgiftetemperatuur van 45°C daalt deze COP naar 3,6. Dit laat zien hoe de COP afneemt naarmate de afgiftetemperatuur stijgt.
De SCOP: het seizoensgemiddelde
Wat is SCOP?
Hoewel de COP een waardevolle indicator is voor het rendement van een warmtepomp op een bepaald moment, is het seizoensgemiddelde (SCOP) een betere indicator voor het jaarlijkse rendement. De SCOP staat voor Seasonal Coefficient of Performance en drukt het gemiddelde rendement uit over een volledig jaar, waarbij seizoensgebonden variaties meegewogen zijn.
De SCOP wordt berekend aan de hand van een norm (EN14511) en is gebaseerd op gemeten COP-waarden bij verschillende buitentemperaturen en afgiftetemperaturen. In Nederland, die in midden-Europa ligt, is er een specifieke SCOP-formule ontwikkeld die rekening houdt met de klimaatomstandigheden in deze regio.
Hoe wordt SCOP bepaald?
Voor het bepalen van de SCOP van een lucht-water warmtepomp wordt gebruikgemaakt van een reeks realistische temperatuurwaarden die typisch voorkomen in de regio waar de warmtepomp wordt ingezet. De COP-waarden bij deze temperaturen worden gemiddeld en gewogen volgens de frequentie van die temperaturen gedurende het jaar. Daarbij wordt rekening gehouden met de variatie in buitentemperatuur en de behoeften van het verwarmingssysteem.
Bij moderne lucht-water warmtepompen in Nederland is de SCOP gemiddeld ongeveer 5,2 bij een afgiftetemperatuur van 35°C. Dit betekent dat de warmtepomp over het hele jaar gemiddeld 5,2 kWh warmte levert per 1 kWh elektriciteit die wordt verbruikt.
Waarom is SCOP belangrijk?
De SCOP geeft een beter beeld van het werkelijke rendement in de praktijk dan de COP. Het is dus een betere basis voor vergelijkingen tussen verschillende warmtepompen, vooral bij lucht-water warmtepompen waarbij het rendement sterk varieert met de buitentemperatuur. De SCOP is daarom een essentieel criterium bij de aankoop van een warmtepomp.
COP en SCOP in vergelijking met andere warmtebronnen
Lucht-water vs. aardwarmtepomp
Lucht-water warmtepompen zijn een alternatief voor aardwarmtepompen, ook wel aardgebonden warmtepompen genoemd. Beide typen halen warmte uit een bron en leveren deze in het verwarmingswater. Het verschil ligt in de bron: lucht versus grond of water.
De temperatuur van de grond is aanzienlijk stabiel en warmer dan de buitenlucht, vooral in de winter. Dit betekent dat aardwarmtepompen in het algemeen een hogere COP en SCOP hebben dan lucht-water warmtepompen. In Nederland is de SCOP van een aardwarmtepomp ongeveer 0,5 tot 1 COP-punt hoger dan die van een lucht-water warmtepomp.
Daarentegen is de aankoop- en installatieprijs van een aardwarmtepomp meestal hoger dan die van een lucht-water warmtepomp. De investering in een aardwarmtepomp vereist namelijk het graven van buizen of het boren van putten voor de warmteopname uit de grond. Lucht-water warmtepompen zijn daarentegen gemakkelijker en goedkoper in te richten.
Lucht-water vs. elektrische verwarming
Elektrische verwarmingssystemen zoals straalverwarmers of elektrische cv-ketels hebben een COP van 1, wat betekent dat er 1 kWh warmte wordt geleverd per 1 kWh elektriciteit. Dit is aanzienlijk minder efficiënt dan warmtepompen, die COP-waarden tot 5 of hoger kunnen behalen.
Een lucht-water warmtepomp met een COP van 5 levert dus 5 keer meer warmte per kWh elektriciteit. Dit maakt warmtepompen een aantrekkelijke keuze voor energiezuinige verwarming, vooral in combinatie met zonnepanelen.
Praktische toepassing: lucht-water warmtepompen in woningen
Toepassing in verschillende klimaten
Lucht-water warmtepompen zijn geschikt voor verschillende klimaten, maar het rendement varieert afhankelijk van de buitentemperatuur. In landen zoals Zuid-Frankrijk, Spanje en Italië is de winter minder koud en is de COP daarom meestal hoger dan in Nederland. In Scandinavische landen, waar het minder aardgas beschikbaar is, worden lucht-water warmtepompen vaak gekozen vanwege de lagere investeringskosten en de mogelijkheid om passief te koelen in de zomer.
In Nederland is de lucht-water warmtepomp minder efficiënt dan de aardwarmtepomp, maar het is een populaire keuze vanwege de lagere aankoopkosten. De SCOP van een lucht-water warmtepomp in Nederland ligt rond 5,2 bij 35°C afgiftetemperatuur, wat betekent dat het rendement in de praktijk vrij hoog is.
Passief koelen in de zomer
Een van de voordelen van een lucht-water warmtepomp is het mogelijk om passief te koelen in de zomer. Dit is vooral het geval bij vloerverwarmingssystemen. In de zomer is het bronwater van de grond vaak kouder dan de binnenlucht. Door dit koude water via een platenwisselaar te gebruiken, kan het huis passief worden gecoeleerd zonder dat de compressor van de warmtepomp hoeft te draaien. Dit is een energiezuinig alternatief voor actief koelen met een lucht-water warmtepomp.
Actief koelen met lucht-water warmtepomp
Actief koelen met een lucht-water warmtepomp is minder efficiënt. In de zomer is de buitenlucht vaak warmer dan de binnenlucht, waardoor de warmtepomp moet draaien om warmte uit het huis af te voeren. Dit kost extra energie en verlaagt het rendement. In tegenstelling tot passief koelen bij een aardwarmtepomp, waarbij het koude grondwater direct kan worden gebruikt, moet de lucht-water warmtepomp actief werken om koelcapaciteit te creëren.
Aankoopoverwegingen en keuzes
Factoren bij aankoop
Bij het kiezen voor een lucht-water warmtepomp zijn er een aantal belangrijke overwegingen:
- COP en SCOP: Kies voor een warmtepomp met een zo hoog mogelijke COP en SCOP. Dit zorgt voor een beter rendement en lagere energiekosten.
- Invertercompressor: Een invertercompressor zorgt voor een betere aanpassing aan de wisselende behoeften en verhoogt het rendement.
- Type afgiftesysteem: Een vloerverwarming is efficiënter dan radiatoren, omdat het bij lagere temperaturen werkt. Dit zorgt voor een hogere COP.
- Passieve koelmogelijkheden: Kijk of de warmtepomp passief kan koelen. Dit is een extra voordelen, vooral in de zomer.
Investeringskosten en terugverdientijd
De aankoopkosten van een lucht-water warmtepomp zijn meestal lager dan die van een aardwarmtepomp. De investering is dus minder hoog, wat vooral aantrekkelijk is voor woningen waar het niet mogelijk is om een aardwarmtepomp in te richten. De terugverdientijd van een warmtepomp met een hoge COP is echter korter, waardoor de warmtepomp op de lange termijn toch het rendabelste kan zijn.
Conclusie
Een lucht-water warmtepomp is een energiezuinige en duurzame oplossing voor woningverwarmingsystemen. Het rendement van deze warmtepomp wordt bepaald door de COP en SCOP, die respectievelijk het ogenblikkelijke en seizoensgemiddelde rendement beschrijven. In Nederland is de SCOP van een lucht-water warmtepomp gemiddeld ongeveer 5,2 bij 35°C afgiftetemperatuur. Dit betekent dat de warmtepomp over het hele jaar gemiddeld 5,2 kWh warmte levert per 1 kWh elektriciteit die wordt verbruikt.
De COP van een warmtepomp daalt bij hogere afgiftetemperaturen en lage buitentemperaturen, wat betekent dat het rendement in de winter lager is dan in de herfst of lente. De keuze van het afgiftesysteem (vloerverwarming of radiatoren) heeft ook een invloed op het rendement.
In vergelijking met aardwarmtepompen heeft een lucht-water warmtepomp een iets lager rendement, maar de aankoop- en installatiekosten zijn lager. Daarnaast biedt een lucht-water warmtepomp de mogelijkheid tot passief koelen in de zomer, wat een extra energiezuinig voordeel is.
Bij aankoop is het belangrijk om de COP en SCOP te vergelijken en rekening te houden met het type afgiftesysteem en de mogelijkheid tot passief koelen. Een warmtepomp met een invertercompressor en elektronisch gestuurde expansieventielen is meestal efficiënter en heeft een hoger rendement.
In het kader van duurzame energie en energiezuinige woningbouw is een lucht-water warmtepomp dus een aantrekkelijke keuze, vooral in combinatie met zonnepanelen en een efficiënte verwarmingsinstallatie.
Bronnen
Related Posts
-
Monoblock warmtepompen: hoge temperatuur en toepassingen in woningbouw en renovatie
-
Monoblock warmtepomp: belangrijke overwegingen bij de afstand tot de buitengevel
-
Monoblock warmtepomp combineren met vloerverwarming: aansluiting, efficiëntie en keuze
-
Propaanwarmtepomp: prijs, voordelen, nadelen en toepassing in de woningbouw
-
Vloerverwarming en warmtepomp: Is het een onmisbaar duo?
-
Moet een warmtepomp op een aparte elektrische groep?
-
Moet een hybride warmtepomp op een aparte groep aangesloten worden?
-
Modulerende warmtepompen: voordelen, toepassing en keuzegevoel voor duurzame verwarming